传统点火系统.

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1、单元五 传统点火系统 点火系统的作用是将电源提供的12V低压电变为1730kV 的高压电,并根据发动机的工作顺序与点火时间的要求,适时、 准确地将高压电送到各缸的火花塞,产生电火花,点燃可燃混合 气,使发动机工作。随着科学技术的发展,现代汽车发动机点火 系统的结构形式也随之发展。目前汽车上使用的点火系统,大致 可分为传统点火系统、电子点火系统和计算机控制点火系统。 本单元仅介绍传统点火系统。 5.1.1 传统点火系统的组成 传统点火系统又称蓄电池点火系统,主要由电源(蓄电池或 发电机)、点火线圈、分电器(断电器配电器)、火花塞、点火 开关及辅助装置等组成,如图5-1所示。 课题1 传统点火系统

2、的组成与工作过程 图5-1 传统点火系统的组成 1点火开关 2电流表 3蓄电池 4起动机 5高 压导线 6阻尼电阻 7火花塞 8断电器 9电容器 10点火线圈 11附加电阻 12配电器 (1)电源 (2)点火线圈 (3)分电器 (4)点火开关 (5)附加电阻短接装置 5.1.2 传统点火系统工作过程 在传统点火系统中,电源供给的低压直流电,经断电器和 点火线圈转变为高压电,再经配电器分送到各缸的火花塞,在 火花塞的电极间产生电火花,点燃可燃混合气,使发动机工作。 图5-2所示的是传统点火系统的工作原理图。 图5-2 传统点火系统的工作原理 5.1.3 点火系统的具体要求 为了保证可靠点火,点火

3、系统应满足以下基本要求： 1.能产生足以击穿火花塞间的电压： 在火花塞电极间产生火花时需要的电压,称为击穿电压。 (1)火花塞电极间隙的大小 (2)气缸内混合气的压力和温度 (3)电极温度 (4)电极极性 (5)发动机的工作情况 起动时的击穿电压最高,因为气缸壁、活塞及火花塞都处于冷态,吸 入的混合气温度低、雾化不良,压缩终了时混合气的温度不够高,加之火花塞 电极间可能有汽油或机油,因此击穿电压最高;另外,汽车加速时,由于大量的 冷混合气突然吸入气缸内,也需要较高的击穿电压。 2.电火花要有足够的能量 要使可燃混合气可靠地点燃,火花塞产生的电火花必须具有一定的 能量 3.点火时间应适应发动机的

4、工作情况 首先,点火系统应按发动机的工作顺序进行点火,如直列六缸发动机的工 作顺序为153624或142635;四缸发动机的工作顺序为 1342或1243;V形六缸发动机的工作顺序为123456 等。 (1)转速 (2)负荷 (3)起动及怠速 (4)汽油辛烷值 (5)压缩比 (6)混合气的浓度 能力训练 点火系统的认识 (1)目的及能力要求 1)认识点火系统的各个组成部分。 2)了解各组成部分名称和作用。 3)掌握传统点火系统的工作原理。 (2)准备 (3)步骤 1)起动汽车发动机,观察发动机工作情况。 2)将发动机熄火,打开发动机舱盖。 3)认识点火系统各组成部分,了解其名称和作用。 4)按

5、电路图了解各部分相互连接关系。 5)分析点火系统工作原理。 6)配合点火钥匙开关状态,用万用表、试灯查看各接线柱电压、电流情 况。 7)了解该车的点火顺序。 (4)注意事项 (5)讨论 传统点火系统的工作特性就是指点火线圈的二次电压与 发动机转速、气缸数、火花塞积炭、电容量、触点间隙等因素 的关系,即上述因素对点火线圈二次电压的影响。 5.2.1 发动机转速与气缸对二次电压的影响 由点火系统的工作原理可知,断电器触点闭合时,点火线 圈一次电流按指数规律增长,从零上升到最大电流值,需要一定 的时间t(一般为千分之几秒)。 课题2 传统点火系统的工作特性 图5-3 发动机转速对断开电流的影响 图5

6、-4 发动机转速对二次电压的影响 图5-5 发动机气缸数对二次电压的影响 5.2.2 火花塞积炭对二次电压的影响 火花塞积炭是指混合气燃烧不充分时,产生的炭粒子附着 在电极上或其周围的现象。电极上的积炭直接减小火花塞间隙 值,致使高压电还没达到足够值时,间隙被击穿放电,此时跳火电压 降低,跳火能量减小。电极周围有积炭,相当于在火花塞电极之间 并联了一个电阻R2(见图5-6),这样,使二次电路形成闭合回路,在二 次电压上升时,由于积炭漏电,使二次电压下降,造成点火困难。当 火花塞严重积炭不能跳火时,可临时在火花塞接线螺母与高压线 之间保留34mm的附加间隙，以提高二次电压,使火花塞重新 工作,称

7、为吊火,如图5-7所示。 “吊火”容易引起火灾并使点火线圈过热,不可长期使用。 图5-6 火花塞的积炭分电路 图5-7 火花塞的“吊火” 5.2.3 电容对二次电压的影响 点火系统电路的电容包括触点并联电容器C1和高压电路 中的分布电容C2(见图5-6)。根据理论计算二次电压的最大值, 随C1、C2的减小而增加,如图5-8和图5-9所示。 图5-8 C对二次电压的影响 图5-9 C2对二次电压的影响 5.2.4 触点间隙对二次电压的影响 所谓触点间隙,就是指动触点张开到最大极限位置时,动 、静触点之间的距离。使用中,触点间隙的大小对闭合角有较 大的影响,如图5-10所示。 图5-10 触点间隙

8、对闭合角的影响 5.2.5 其他因素对二次电压的影响 5.2.6 点火装置特性的优劣 点火装置特性的优劣直接影响发动机工作性能。由于影 响因素太多,加之发动机逐步向高转速、高经济技术指标发展, 因此世界各国都在探索提高点火特性措施,并已取得一些成效。 在传统点火装置上应用较多的是加装爆燃限制器。 图5-11 装有爆燃限制器的点火系统电路 1点火线圈 2点火开关 3电流表 4蓄电池 5爆燃限制器 6断电器 7爆燃传感器 8配电器 9火花塞 1.优点 因为传统点火装置加装爆燃限制器后,就成为有触点电子点火系统。 1)能够限制发动机因各种因素产生的连续爆燃,延长了发动机的使用寿 命。 2)能自动调整

9、点火提前角,发动机在各种负荷时均能得到最佳点火时刻 。 3)具有断电功能。当接通点火开关而又不及时起动或停车后忘记关点火 开关时,约5s时间,爆燃限制器将自动切断点火线圈一次电流,防止点火线 圈因长时间通电而损坏和浪费蓄电池电能。 4)设有爆燃指示灯,可指示发动机的爆燃情况。 2.工作原理 当发动机爆燃时,气缸盖便产生特定的振动频率,爆燃传感器谐振于 该频率,能灵敏地检测出爆燃,并产生输出电压信号,经爆燃限制放大器正时 、延迟、识别、闭合角控制,使开关管延迟关断,从而使二次电压不会在断 电器触点张开的瞬间立即产生,推迟了点火时间,消除了爆燃现象。 (1)目的及能力要求 1)掌握断电器触点间隙的

10、检查和调整方法。 2)了解断电器触点间隙大小对点火的影响。 3)掌握偏心销调整间隙原理。 (2)准备 (3)步骤 1)打开分电器盖,转动分电器轴,观察凸轮驱动分电器触点过程。 2)转动分电器轴,使分电器触点打开最大。用塞尺测量触点间隙,看是否 符合规定值。 3)观察触点烧蚀情况,用砂纸打磨触点。 4)用螺钉旋具拧松触点固定螺钉。 5)用螺钉旋具左右转动偏心销,观察触点间隙大小变化情况,并使其得到 规定值。 6)拧紧触点固定螺钉。 7)盖上分电器盖。 (4)注意事项 (5)讨论 点火线圈又称为变压器,是点火装置中的核心组件,按磁 路的形式可分为开磁路点火线圈和闭磁 路点火线圈。目前使用最广泛的是

11、开磁路点火线圈。 课题3 点 火 线 圈 5.3.1 开磁路点火线圈 开磁路点火线圈根据低压接线柱的数目,可分为二接线柱 式和三接线柱式,其内部结构完全相同,主要由铁心、一次绕组 、二次绕组、瓷绝缘座、胶木盖、导磁钢套、外壳等组成, 如图5-12所示。 （1）铁心 （2）二次绕组 （3）一次绕组 图5-12 点火线圈的结构 1绝缘座 2铁心 3一次绕组 4二次绕组 5导磁钢套 6外壳 7负接线 柱 8胶木盖 9高压线插孔 10正接线柱 11电源-开关接线柱 12附加电阻 (4)绝缘座 (5)胶木盖 (6)导磁钢套 (7)外壳 (8)填充物 二接线柱式点火线圈体外不带附加电阻,如图5-12a所示

12、。 5.3.2 附加电阻 附加电阻为具有正温度系数的热敏电阻,一般用直径为 0.4mm,阻值为1.251.80的铁铬铝电阻丝、镍铬丝或低碳钢丝 制成,绕成螺旋管形,夹在两块瓷板之间。电阻的两端接在接线 柱10和11上,如图5-12b所示。 5.3.3 闭磁路点 闭磁路点火线圈和传统的开磁路点火线圈相比,其铁心 不是条形的,而是“日”字形或“口”字形。铁心磁化后,其磁 感线经铁心构成闭合磁路,如图5-13所示。 图5-13 闭磁路点火线圈磁路 1一次绕组 2二次绕组 3铁心 由于闭磁路点火线火线圈圈漏磁小,磁路的磁阻小,能量 损失小,所以能量转换率高达75%,因此称为高能点火线圈。而 开磁路点火

13、线圈的能量转换率只有60%。另外,由于闭磁路铁心 导磁能力强,可在较小的磁动势下产生较强的磁场,因而能有效 地减少线圈匝数,使点火线圈小型化。其体积较小,可直接装在 分电器上,不仅结构紧凑,还可有效地降低二次电容,故在无触点 半导体点火系统中广泛使用。 图5-14 闭磁路点火线圈结构 5.3.4 点火线圈的型号 根据中华人民共和国行业标准QC/T 731993汽车电 气设备产品型号编制方法的规定,点火线圈的型号如下: (1)产品代号 (2)电压等级代号 (3)用途代号 (4)设计序号 (5)变型代号 表5-1 用途代号 表5-1 用途代号 (1)目的及能力要求 1)掌握点火线圈的外部检验,以及

14、一次、二次绕组短路、断路、搭铁检 验。 2)掌握点火线圈的发火强度检验。 (2)准备 1)被测试的点火线圈、良好的点火线圈各一个; 2)万能电器试验台,常用工具一套,万用表、试灯各一个。 (3)步骤 1)外部检验: 目测点火线圈,若有绝缘盖破裂或外壳碰裂,就会受潮而失去 点火能力,应予以更换。 2)一次、二次绕组断路、短路和搭铁检验: 测量电阻法:用万用表测量点火线圈的一次绕组、二次绕组及附加 电阻的电阻值,应符合技术标准,否则说明有故障,应予以更换。 4)发火强度检验: 电器试验台检验:检查点火线圈产生的高电压时,可与分电器配合 在试验台上进行试验。 3)二次绕组的检验: 因为二次绕组的一端

15、接于高压插孔,另一端与一次绕组相连,所以检验中,当 试灯的一个触针接高压插孔,另一触针接低压接线柱时,若试灯发出亮光,说 明有短路故障;若试灯暗红,说明无短路故障;若试灯根本不发红,则应注意观 察,当将触针从接线柱上移开时,看有无火花发生,若没有火花,说明绕组已断 。 5.4.1 分电器构造 分电器又称为断电配电器,壳体一般由铸铁制成,下部 压有石墨青铜衬套,分电器轴由凸轮轴驱动。分电器轴在衬套内 旋转,用油杯进行润滑。分电器由断电器、配电器、电容器 、离心点火提前机构、真空点火提前机构和辛烷值选择器 等构件组成,如图5-15所示。 课题4 分电器 图5-15 FD462型分电器结构图 1分电器盖 2分火头 3断电器凸轮带离心调节器横板 4分电器盖弹簧夹 5 断电器活动触点臂弹簧及固定夹 6活动触点及支架 7固定触点 8接头 9弹簧 10真空调节器膜片 11真 空调节器外壳 12拉杆 13油杯 14固定销用联轴节 15联轴节钢丝 16扁尾联轴节 17离心调节器 托板 18重块弹簧 19离心调节器重块 20拨板 21断电器底板 22真空调节器拉杆销及弹簧 23 电容器 24油毡 25断电器接线柱 26分电器轴 27分电器外壳 28碳精柱 29侧接线插孔 3 0中央接线插孔 1.分电器的构造 (1)断电器 图5-16 断电器的